張德東,徐 義

(甘肅省天?？h草原工作站,甘肅天祝 733200)

甘肅天然草地生產(chǎn)力及植被組成研究

張德東,徐 義

(甘肅省天?？h草原工作站,甘肅天祝 733200)

天然草地不僅是畜牧業(yè)生產(chǎn)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，而且是全球生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分和綠色生態(tài)屏障。我國(guó)草地主要分布在半濕潤(rùn)、半干旱和干旱的北部和西部地區(qū)的蒙新高原和青藏高原，在我國(guó)甘肅地區(qū)也分著大面積的天然草地。由于長(zhǎng)期超載過(guò)牧、亂墾 、亂挖、鼠蟲(chóng)危害，加之近幾年來(lái)全球性氣候變干、變暖，使其草地生態(tài)系統(tǒng)趨于逆向演替，有一半以上已經(jīng)退化，其中 1/4 嚴(yán)重退化，草原面積不斷萎縮，草地產(chǎn)草量不斷下降，天然草原生態(tài)功能和生產(chǎn)力整體下降的局面尚未得到改善。對(duì)此，本文以甘肅省天祝為研究對(duì)象，對(duì)其天然草地的生產(chǎn)力及植被的組成進(jìn)行研究，以期為甘肅天然草地的生態(tài)的保護(hù)措施提供參考。

甘肅；天然草地；生產(chǎn)力；植被組成

我國(guó)天然草原總面積 3.93 億 hm2，是國(guó)土面積的 41.7%，世界草地面積的12.4%，草地面積僅次于澳大利亞位居世界第二，其中我國(guó)北方草地面積 3.13 億hm2。天然草原是最重要的可再生資源，不僅生產(chǎn)草、畜等產(chǎn)品，具有物質(zhì)生產(chǎn)功能，同時(shí)還有調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、保持水土、防風(fēng)固沙和維持生物多樣性等多項(xiàng)生態(tài)服務(wù)價(jià)值。同時(shí)，草原生態(tài)系統(tǒng)也比較脆弱，受干旱，風(fēng)蝕等自然因素以及過(guò)度放牧，濫墾等人為因素的影響，超載過(guò)牧等長(zhǎng)期不合理利用，導(dǎo)致能量與物質(zhì)平衡被破壞，草原生態(tài)服務(wù)功能減弱，生產(chǎn)力下降，草原的退化、沙化和鹽漬化面積不斷增加。草原與草地畜牧業(yè)的平衡發(fā)展是實(shí)現(xiàn)有效、合理、持續(xù)利用草原資源的關(guān)鍵，同時(shí)，準(zhǔn)確及時(shí)的掌握草原資源現(xiàn)狀及變化才能更好的規(guī)劃建設(shè)和保護(hù)利用草原資源，有效發(fā)揮草原生態(tài)功能和生產(chǎn)價(jià)值。

目前，隨著空間技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以遙感(Remote Sensing，RS)、地理信息系統(tǒng)(Geographical Information System，GIS)和全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System，GPS)緊密結(jié)合的 3S 技術(shù)已被越來(lái)越多的草原工作者選擇并應(yīng)用于草原資源調(diào)查與評(píng)價(jià)。三者的集成應(yīng)用已成為當(dāng)前針對(duì)空間對(duì)象的最有效的研究手段， 3S技術(shù)的一體化發(fā)展，為研究草原現(xiàn)狀、合理評(píng)估草原變化和預(yù)測(cè)草原未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持。

天祝藏族自治縣地處甘肅省中部，武威市南部；位于河西走廊和祁連山東端。境內(nèi)地勢(shì)西北高，東南低，處于青藏高原、黃土高原和內(nèi)蒙古高原的交匯地帶，屬青藏高原東北邊緣，海拔在2040～4874米之間。地貌以山地為主，山脈縱橫，溝谷交錯(cuò)，多崇山峻嶺。位于縣境中部的烏鞘嶺橫亙東西，是古絲綢之路的咽喉要道，河西走廊門(mén)戶(hù)，也是內(nèi)陸河和外流河的分水嶺。河流廣布，水資源豐富，分為石羊河水系(內(nèi)陸)和黃河水系(外流)兩大水系。全縣有耕地31.8萬(wàn)畝，草原587萬(wàn)畝，天然林地286.9萬(wàn)畝。主要農(nóng)作物有小麥、油菜、豌豆、青稞、馬鈴薯、大麥、蔬菜等。主要樹(shù)種有云杉、松、柏、樺、楊等喬木和柳、金露梅、沙棘、杜鵑、小檗、錦雞兒等灌木。野生中藥材主要有鹿茸、麝香、黨參、黃芪、羌活、大黃、秦艽、冬蟲(chóng)夏草等。保護(hù)并合理利用區(qū)域內(nèi)天然草原，對(duì)維護(hù)河西走廊生態(tài)安全和草地畜牧業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本研究采用 3S 技術(shù)與地面調(diào)查相結(jié)合的方式，采用以陸地衛(wèi)星的 TM 影像對(duì)天祝天然草地生產(chǎn)力及草地植被組成進(jìn)行研究，對(duì)河西走廊天然草原的合理保護(hù)、建設(shè)和利用提供依據(jù)和參考。

1 甘肅天然草地現(xiàn)狀

甘肅省地處黃土高原、內(nèi)蒙古高原和青藏高原三大交匯地帶，是我國(guó)六大牧區(qū)之一，有天然草地 1564.83萬(wàn)hm2。天然草地面積占草地總面積的99.34%，是中國(guó)主要的牧業(yè)基地之一。主要分布在甘南藏族自治州、祁連山和阿爾金山流域的河西走廊以及內(nèi)蒙古、甘肅、寧夏西部的風(fēng)沙沿線(xiàn)一帶 ，海拔從 550 ～5 808 米，平均降水量在 35 ～900 mm之間，分布在天然草地上的植物共有 154 科，716 屬，2129 種，森林、草原、戈壁、沙漠等自然帶過(guò)渡明顯。多年來(lái)由于全球氣溫升高和人類(lèi)活動(dòng)影響，天然草原退化日益嚴(yán)重，我省大片的天然草地被開(kāi)墾、占用，天然草地面積逐年減少。全省因超載過(guò)牧、亂墾殖、鏟草皮、挖藥材、座圈飲水踐踏、鼠蟲(chóng)害等各種原因?qū)е虏菰嘶娣e已達(dá) 1446.67 萬(wàn)公頃，且草原退化每年仍以 10 萬(wàn)公頃的速度擴(kuò)展。天然草地生產(chǎn)能力下降，優(yōu)良牧草品種減少，毒雜草比例上升，鼠蟲(chóng)害迅速蔓延、沼澤面積銳減、生物多樣性遭破壞，天然草原涵養(yǎng)水源能力下降，河流徑流量減少，小溪斷流、湖泊干涸、直接導(dǎo)致黃河水流量減少，加重黃河下游的斷流嚴(yán)重程度。由于植被減少，沙漠化嚴(yán)重，部分草地已呈地表裸露，形成黑土灘、黃土灘和沙丘叢生的不毛之地，每年減少飼草 500 多億千克，相當(dāng)于 400 多萬(wàn)羊單位全年飼草用量，近年來(lái)沙塵暴頻繁發(fā)生，災(zāi)害為世人震驚。

2 甘肅天然草地生產(chǎn)力分析

利用2014年7～8月在研究區(qū)高寒草甸、山地草甸、溫性草原和溫性草原化荒漠測(cè)定樣方植物地上部分鮮重的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合相應(yīng)點(diǎn) NDVI采樣值，分別建立研究區(qū)草地產(chǎn)草量反演模型(見(jiàn)表1)，經(jīng)樣方點(diǎn)草地產(chǎn)草量與相應(yīng)點(diǎn) NDVI 采樣值的相關(guān)分析，NDVI 與草地產(chǎn)草量之問(wèn)存在顯著正相關(guān)。以 NDVI 為基礎(chǔ)，利用各模型反演高寒草甸、山地草甸、溫性草原和溫性草原化荒漠草地產(chǎn)草量統(tǒng)計(jì)面積見(jiàn)表2和表3。從表 2 和表3 看出，各類(lèi)型草地鮮草產(chǎn)量以山地草甸最高，依次為高寒草甸、溫性草原和溫性草原化荒漠，與植被蓋度變化趨勢(shì)一致。研究區(qū)高寒草甸平均鮮草產(chǎn)量為 2092.71 kg/hm2，總鮮草產(chǎn)量 17.73 萬(wàn)t，以鮮草產(chǎn)量 3 000～4 500 kg/hm2的草地所占草原面積最大，占高寒草甸總面積的 47.26%，其次為 1 500～3 000 kg/hm2的草地，占高寒草甸總面積的 26.06%；山地草甸平均鮮草產(chǎn)量 2 864.74 kg/hm2，總鮮草產(chǎn)量 8.99 萬(wàn)t，以鮮草產(chǎn)量 4 500～6 000 kg/hm2和 3 000～4 500 kg/hm2的草地所占草原面積較大，分別占山地草甸總面積的 28.04%和27.81%；溫性草原平均鮮草產(chǎn)量為 1 456.13 kg/hm2，總鮮草產(chǎn)量13.99萬(wàn)t，以鮮草產(chǎn)量1 500～3 000 kg/hm2的草地所占草原面積最大，占溫性草原總面積的 73.89%；溫性草原化荒漠平均鮮草產(chǎn)量為 1409.17 kg/hm2，總鮮草產(chǎn)量 14.29萬(wàn)t，也以鮮草產(chǎn)量 1 500～3 000 kg/hm2的草地所占草原面積最大，占溫性草原總面積的 92.92%。

每羊單位按日消耗 4 kg 鮮草，飼草放牧利用率按 70%估算(考慮到牧草再生率)，高寒草甸、山地草甸、溫性草原和溫性草原化荒漠可分別承載8.50、4.31、6.71 和 6.85 萬(wàn)個(gè)羊單位放牧利用。

表1 草地生物量估產(chǎn)模型

表2 各類(lèi)型草地產(chǎn)草量及載畜表

草地類(lèi)型面積平均鮮草產(chǎn)量總鮮草產(chǎn)量載畜能力(羊單位)高寒草甸84716．202092．71177286．698．50山地草甸31383．172864．7489904．714．31溫性草原96056．341456．13139870．236．71溫性草原化荒漠101381．771409．17142864．256．85

表3 各類(lèi)型草地產(chǎn)量分級(jí)表

3 甘肅天然草地植被組成

現(xiàn)今天祝天然植被分布可以劃分為兩大基本類(lèi)型。主要是禾本科莎草科篙屬共建群種的植被群系，這個(gè)基本類(lèi)型又可按次優(yōu)勢(shì)種劃分為多個(gè)群系和群叢。

篙屬為主的植被組成相對(duì)較為復(fù)雜，分布面積很廣，但更多的是以菱篙和鐵桿篙為共建群種的群落，其次有冷篙、阿爾泰狗娃花、二色棘豆、二裂委陵菜、大針茅等。在生境較陰濕處有毅核等灌木成分。在較干旱山坡上生長(zhǎng)矮腳錦雞兒、甘蒙錦雞兒、檸條、紅柳等灌木成分，但灌木成分在群落中已不起主要作用。

以針茅屬短花針茅為主的植被組成成分更趨簡(jiǎn)單，建群種多為克氏針茅。在以栗鈣土為主的干旱山坡生境上次優(yōu)勢(shì)種有冷篙、山篙、隱子草等，伴生種有二色棘豆、二裂委陵菜、阿爾泰狗娃花、駱駝蓬、璋牙菜、茵陳篙、豬毛篙等;灌木成分有檸條、甘蒙錦雞兒。在海拔更高較為濕潤(rùn)和肥厚黑坊土為主要基質(zhì)的生境上次優(yōu)勢(shì)種為賴(lài)草、冰草、豬毛篙、益母草等;伴生種有黃花角篙、香青蘭、白花枝子花、硬質(zhì)早熟禾、細(xì)葉韭、糙草韭、隱子草、披針葉黃花、駱駝蓬、阿爾泰狗娃花、大針茅、達(dá)烏里龍膽等，灌木成分很少見(jiàn)到。在過(guò)渡放牧的較平坦的梁如坡頂則以百里香為優(yōu)勢(shì)的群落，伴生有狼毒、無(wú)莖委陵茶、長(zhǎng)芒草、冷篙、二色棘豆、賴(lài)草、醉馬草、阿爾泰狗娃花等。

在甜水盆地以毛沙蘆草為優(yōu)勢(shì)的群落，次優(yōu)勢(shì)種為山篙、牛枝子等，伴生有細(xì)葉韭、砂珍棘豆、長(zhǎng)芒草、糙隱子草、賀蘭山巖黃茂、野亞麻、豬毛菜等。

在空間格局上，海拔在1 700 m以下的溝谷山坡以篙屬菱篙、鐵桿篙為共建群種的植被類(lèi)型，鐵桿篙群落可達(dá)1 800 m左右。冷篙分布可上升到1 900 m左右。在1 700～1 900 m的黃土梁篩山坡則以長(zhǎng)芒草為建群種的植被類(lèi)型；海拔在1 900 m以上出現(xiàn)以百里香為優(yōu)勢(shì)種的群落。在各類(lèi)型中達(dá)烏里胡枝子、牛枝子具有較重要的作用，分布海拔范圍廣，常在部分區(qū)段達(dá)優(yōu)勢(shì)和次優(yōu)勢(shì)的水平。

4 結(jié)論

甘肅省地處青藏高原 、黃土高原 、蒙新高原和西秦嶺山地的交匯地帶，有亞熱帶、溫帶、寒溫帶氣候和草叢、草原、草甸、荒漠等草地類(lèi)型，天然草地面積大，植物種類(lèi)組成復(fù)雜、數(shù)量繁多、種質(zhì)資源豐富。草地產(chǎn)草量是天然草地生產(chǎn)力高低的重要衡量指標(biāo)，同時(shí)也是制定畜牧業(yè)生產(chǎn)和管理規(guī)劃的基礎(chǔ)、及時(shí)準(zhǔn)確地掌握草地產(chǎn)量資料，對(duì)計(jì)算草地載畜量和安排草畜生產(chǎn)，提高草地畜牧業(yè)生產(chǎn)力具有十分重要的意義。綜合分析甘肅天然草地植物植被組成情況，從而為甘肅天然草地的生態(tài)環(huán)境的保護(hù)措施提供參考，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)草原高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效和生態(tài)環(huán)境的改善，畜牧業(yè)振興、農(nóng)牧業(yè)富裕和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

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Study of Productivity of Natural Meadow and Vegetation Constitution

ZHANG de-dong, XU yi

(TianzhucountyprairieworkstationofGansuprovinceGansuTianzhu733200)

The natural meadow is not only the important material basis of animal husbandry, but also the essential constituent part of the global ecological system and green ecological barrier. Our country's meadow is mainly distributed in the north of semi-humid, semi-arid and dry regions and the Neimenggu-Xinjiang plateau and Qinghai-Tibet plateau of the west. Large tracts of meadow are distributed in Gansu region of our country. Because of long-term overloaded overgrazing, improper reclamation, excessive digging and rodent-insect harms, along with global climate change in recent years, the meadow ecosystem in Gansu tends to reverse succession. More than half of the meadow has degenerated, a quarter of which has degenerated seriously. Grassland area is continually shrinking, and yield of grass is continually declining. The situation that the ecological functions and productivity of natural grassland are overall declining has not been improved yet. For this reason, the article selects Tianzhu of Gansu province as the research object and study the productivity and constitution of vegetation of natural meadow in order to provide reference for ecological safeguard procedures of natural meadow in Gansu province.

Gansu; natural meadow; productivity; vegetation composition

2016-10-20 接收日期:2016-11-25

張德東(1975-),畜牧師,主要從事科技監(jiān)測(cè),草原生態(tài)治理與恢復(fù)工作。

S823.2

A

1001-9111(2017)01-0047-03